Batterie oder Wasserstoff – warum sich der Akku bei Zügen durchsetzt

Stadler Rail hat sich frühzeitig für Akkus als Alternative zu Diesel für Lokomotiven entschieden und bietet nun, anders als viele Konkurrenten, auch Wasserstoffzüge an. Dennoch hat die Batterietechnologie nicht enttäuscht. Tatsächlich haben Akkus im Bahnbetrieb oft bewiesen, dass sie zuverlässig sind (wiwo: 17.08.23). Steffen Obst, aus der Führungsriege von Stadler Rail Deutschland, gibt einen Überblick über die maßgeblichen Unterschiede zwischen batterie- und wasserstoffbetriebenen Zügen.


Batterie vs. Wasserstoff: Warum Stadler Rail in Deutschland überwiegend auf Akkus setzt!

Auf den meisten der 500 mit Diesel betriebenen deutschen Strecken, die in der Regel zwischen 40 und 80 km lang sind, sind Batterien, laut Obst, sowohl effizienter als auch kostengünstiger als wasserstoffbetriebene. In den USA gibt es allerdings längere Strecken, die mit der aktuellen Batterietechnologie nicht wirtschaftlich bedient werden können. Trotzdem verkauft Stadler Rail auch Wasserstoffzüge in Deutschland. Das Unternehmen hat festgestellt, dass es mittlerweile viele Ausschreibungen gibt, die speziell Wasserstoffantrieb verlangen. Aber wenn nur ein CO₂-neutraler Antrieb gefordert ist, dann entscheiden sich die meisten Kunden von Stadler Rail aufgrund der Wirtschaftlichkeit für den Akku anstelle von Wasserstoff.

Wasserstoff oder Batterie - welcher Zug tankt schneller und reicht weiter? Welche Technologie hält länger und welche ist wirtschaftlicher?
Wasserstoff oder Batterie – welcher Zug tankt schneller und reicht weiter? Welche Technologie hält länger und welche ist wirtschaftlicher?
Bild: ubahnverleih, CC0, via Wikimedia Commons

Die Antriebsmethoden Akku und Wasserstoff sind teurer als traditionelle elektrische Züge mit Oberleitung oder Diesel. Doch Diesel lässt uns nicht die Emissionen im Bahnsektor reduzieren. Klimafreundliche Dieselalternativen sind nicht ausreichend vorhanden. Vollständige Elektrifizierung mit Oberleitungen ist ebenfalls kostspielig. Ohne genug Passagiere sind die 1 bis 3 Millionen Euro pro Kilometer für neue Leitungen nicht rentabel. Viele deutsche Nebenstrecken haben nicht genügend Passagiere, dass sich eine Elektrifizierung rechnet.

Wasserstoff oder Akku: Welcher Zug tankt schneller und reicht weiter?

Wasserstoffzüge punkten mit einer größeren Reichweite und theoretisch schnellerem Tanken. Aber in Wirklichkeit ist das Tanktempo für die Strecken, auf denen Batteriezüge fahren, Obst, nicht so entscheidend. Ein Wasserstoffzug benötigt etwa 15 Minuten zum Betanken für 500 bis 600 Kilometer. Ein Akkuzug lädt in dieser Zeit genug für 50 bis 150 Kilometer, abhängig von Faktoren wie Steigungen oder Zuglänge. Das reicht meistens aus, denn nach etwa 80 Kilometern kommt in Mitteleuropa in den allermeisten Fällen eine Station mit Oberleitung, wo der Zug wieder aufladen kann.


Batterie vs. Wasserstoff in Zügen: Was hält länger?

Schnellladungen könnten die Batteriezellen stark beanspruchen. Verkehrskontrakte dauern oft 15 Jahre, wobei die Züge für 30 Jahre Betriebszeit konzipiert sind. Idealerweise sollte die Batterie nur einmal in dieser Zeit gewechselt werden, da sie teuer ist. Der Zug wandelt die 15.000 Volt aus der Oberleitung, laut Obst, so um, dass sie die Batterie optimal lädt und gleichzeitig lange hält. Diese hohe Spannung verhindert Schäden an den Zellen. Deshalb verwenden Elektro-Lkw oft Ladesäulen mit 800 bis 1500 Volt, während Autos nur 400 Volt nutzen.

Bei Wasserstoffzügen hält die Brennstoffzelle im Durchschnitt allerdings nur drei Jahre. Dies und der Wasserstofftank machen die Wartung im Vergleich zu Batteriezügen komplizierter und auch teurer. Dazu kommt, dass auch Wasserstoffzüge eine Batterie haben , die als Energiereserve dient. Diese hat allerdings eine deutlich geringere Kapazität.

Züge verwenden ähnliche Batteriezellen wie Autos und Lkw. Doch Zugbatterien sind größer, da sie Tausende dieser Zellen enthalten. Sie sind meistens unter dem Zug oder auf dem Dach platziert. Je nachdem, was für die Zugbetreiber wichtiger ist, wie das schnelle Laden oder die Lebensdauer, können verschiedene Batterietypen verwendet werden. Manchmal sind es Lithium-Ionen-Zellen mit viel Nickel, wie bei teureren Elektroautos. Andere Male nutzen sie Lithium-Eisenphosphat, das in günstigeren Elektroautos vorkommt. Die Art, wie die Batterien für Züge zusammenstellen, unterscheidet sich von der von Autoherstellern. Züge haben auch strengere Sicherheitsvorschriften wegen der vielen Passagiere.

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